INDUCTION

571. DÉFINITION DE L'INDUCTION. On donne le nom de courants d'induction à ceux qui sont produits sous l'influence d'un aimant ou d'un autre courant. Cette influence n'est que la réciprocité des actions que nous avons vu se produire de la part des courants sur les substances magnétiques ; en efl'et , celles-ci s'aimanlant par effet des courants , on prévoit qu'un conducteur développera un courant sous l'action d'un aimant ou d'un autre courant.

572. INDUCTION DES COURANTS PAR DES COURANTS. M. Faraday fit enrouler en spires assez voisines, sur un cylindre de bois , deux fils de cuivre entourés de soie : l'un de ces fils communiquant par ses extrémités avec un rhéomètre, au moment même où l'on fait communiquer avec une pile à haute tension les extrémités de l'autre fil , on voit qu'il se fait dans le premier un courant inverse de celui qui parcourt le second. Au bout de quelque temps, l'aiguille du rhéomètre reprend sa position; si alors on interrompt le circuit du courant direct, on observe qu'il se fait momentanément dans le fil voisin un courant dirige dans le même sens que celui-ci.

573. INDUCTION D'UN COURANT PAR LUI-MEME. Quand on tient dans les mains humides les fils conducteurs d'une pile de force convenable, on reçoit une légère commotion au moment oîi l'on rompt le circuit. Cette commotion devient considérable, si l'on contourne en spires serrées l'un des fils conducteurs couvert de soie. Il paraît donc qu'au moment où l'on rompt le circuit, il se fait dans les conducteurs un courant secondaire, inversement dirigé et d'autant plus intense que le fil étant plus long et plus contourné renferme des parties qui puissent exercer les unes sur les autres une action inductive plus puissante.

574. INDUCTION D'UN COURANT PAR UN AIMANT. Si un long fil de cuivre entouré de soie s'enroule, d'une part, sur un rhéomètre, d'autre part sur l'armature d'un fort aimant en fer à cheval, et que ses extrémités soient jointes par «ne soudure, on voit que, au moment où l'on applique l'armature contre l'aimant.

il se fait dans le fil un courant contraire à celui qui produirait dans l'armature la polarité qu'y a développé l'aimant lui-même, et que, au moment où l'aiguille, étant rentrée en repos, on relire l'armature, il se fait un courant secondaire, inverse de celui produit d'abord.

575. INDUCTION D'UN COURANT PAR LE FER DOUX. Si un long fil métallique couvert de soie est enroulé , un grand nombre , de fois, autour des extrémités d'un fer à cbeyal non aimanté, il s'y forme un courant secondaire lorsqu'on approche des extrémités du fer doux celles d'un fort aimant mobile autour de son axe ac, et aussi en fer à cheval (f. 382). Telle est la base de l'appareil de Pixii , à Taide duquel on retire d'un courant par induction tous les effets d'un courant ordinaire. L'appareil de Clarck repose sur les mêmes principes.

576. INDUCTION DE COURANTS PAR UNE AIGUILLE DANS DIVERS CORPS. Une aiguille aimantée étant convenablement approchée de différents corps, y produit des courants d'induction capables de réagir sur Taiguille. Ces faits, observés principalement par M. Arago , ont été désignés par lui sous le nom de magnétisme en mouvement.

Si Ton fait osciller une aiguille aimantée, suspendue horizontalement au-dessus de différents corps mis sous forme de plateaux, on voit que l'amplitude de ces oscillations diminue plus rapidement que hors de la présence de ces corps , et d'une manière diverse pour chacun d'eux.

Ce sont les métaux qui produisent les effets les plus prononcés : un plateau de cuivre" réduit à 4 le nombre des oscillations d'une aiguille, qui, hors de l'influence de ce métal, en fait plus de 400 pour reprendre sa position de repos. On a démontré , par ces expériences , que tous les corps exercent sur l'aiguille aimantée une influence qui diminue l'amplitude des oscillations, sans en altérer la durée.

577. Les corps en mouvement exercent sur l'aiguille aimantée une action bien plus énergique que les corps en repos. C'est M. Arago qui a découvert les lois fondamentales du magnétisme en mouvement, et qui les a démontrées par de nombreuses expériences. L'appareil dont il s'est servi pour cela , consiste en une horloge en cuivre c (f. 585) , qui met en mouvement de rotation

lin axe verticale r, sur lequel on pose les disques dd' des différents corps éludiës : au-dessus des disques se Irouve une cage en verre mn, parle sommet de laquelle pénètre un petit cylindre en cuivre, qui supporte par un fil de soie l'aiguille aimantée; celle-ci, qu'on peut ainsi éloigner ou rapprocher à volonté des disques dd^ ^ en est séparée par une feuille de verre, qui ferme la partie inférieure de la cage. Lorsque le disque dd^ entre en rotation , l'aiguille sort de sa position , et son angle de déviation est d'autant plus grand que la vitesse de rotation est plus grande. Si cet angle est moindre que 90° , l'aiguille y reste stationnaire; mais si l'action du disque est assez forte pour amener l'aiguille à dépasser cette déviation de 90°, cette aiguille ne reste plus stationnaire et elle se met à tourner en suivant le mouvement de rotation du disque.

578. Dans cette action d'un disque en mouvement sur l'aiguille aimantée , nous distinguons trois espèces de forces , savoir : 1° Une force qui agit horizontalement, et qui fait dévier l'aiguille. 2" Une force qui agit perpendiculairement au rayon du disque , et qui en la soulevant, tend à éloigner l'aiguille aimantée de la surface de ce disque. 11 est aisé de s'assurer de l'existence de cette force répulsive, en suspendant l'aiguille à l'extrémité du fléau d'une balance en équilibre : dès que le disque entre en rotation , la balance perd son équilibre , et penche du côté opposé à celui où se trouve fixée l'aiguille. 3° Une force qui agit dans le sens du rayon du disque, et par laquelle l'aiguille est tantôt attirée vers le centre €t tantôt repoussée de celui-ci; en effet, une aiguille verticale placée au-dessus du centre du disque n'éprouve rien , est attirée vers lui quand elle est placée à une faible distance, et en est repoussée quand elle s'en trouve un peu plus éloignée ; la figure 384 indique ces attractions et répulsions par les flèches , et les points sans attraction par les 0.

579. L'énergie de l'action exercée sur l'aiguille par le disque est d'autant plus grande que ceux-ci sont plus rapprochés l'un de l'autre , et que le mouvement de rotation est plus rapide. L'effet produit est influencé aussi par l'intensité magnétique de l'aiguille, et par l'épaisseur du disque.

L'énergie de l'action dépend aussi de la nature du disque de rotation :

L'action du cuivre étant 1.

Celle du zinc est représentée par . . . 0, 93

Celle de l'étain , par 0, 46

Celle du plomb, par 0, 25

Celle de rantiraoine, par 0, 09

Celle du mercure, par 0, 05

Lorsque le disque est fendu il perd beaucoup de sa force d'action sur l'aiguille, mais si l'on en soude les fissures avec un métal quelconque , le disque reprend son énergie primitive. Un disque de fer doux agit avec plus d'intensité qu'un disque de cuivre. Les disques incandescents agissent comme à la température ordinaire.

PHÉ?sOMÈ>ES THERMO-ÉLECTRIQUES.

580. PRODDCTION. En échauffant certaines substances minérales, telles que la tourmaline, la topaze, le diamant, le soufre natif et quelques autres, ces corps prennent des propriétés électriques. L'une de leurs extrémités s'électrise positivement et l'autre négativement. On dit alors qu'elles sont polarisées.

Soit (f. 383) un fil de platine mis en circuit, fermé et correspondant par ses extrémités avec un rhéomètre; si l'on fait en n un nœud, et qu'on chauffe un point voisin c, il se produit un courant dont la direction indique que le fluide positif marche vers le point contourné n. Il se produit ainsi des courants électriques, lorsque la chaleur ne peut pas se distribuer également dans le fil. Le pouvoir conducteur des métaux pour la chaleur doit donc avoir une grande influence sur leurs propriétés thermo-électriques.

581. La chaleur développe de l'électricité, non seulement dans des circuits formés d'un seul métal , comme dans le cas précédent, mais même encore dans les circuits formés de deux métaux différemment conducteurs du calorique, soudés l'un à l'autre, et qu'on chauffe inégalement aux points de soudure. C'est ainsi que M. Seebeck, ayant soudé aux deux extrémités d'un cylindre de bismuth (f. 386) une lame de cuivre en fer à cheval , et ayant chauffé l'une des soudures seulement, vit au moyen d'une aiguille aimantée suspendue dans le circuit, qu'il se produit un courant marchant du bismuth au cuivre. Quand, au lieu de chauffer l'unedes soudures, on la refroidit, il se fait un courant inverse. Quand les

deux soudures sout exposées à une température égale , il n'y a point d'effet.

M. Becquerel ayant interposé aux soudures d'un circuit de fer et de cuivre , des fils de platine , d'or et d'étain , obtint les mcines effets qu'en l'absence de ces fils : cela prouve que la chaleur seule est la cause du développement électrique dans cette circonstance.

En exécutant des expériences semblables à la précédente avec différents métaux, on a pu déterminer le rapport des états thermoélectriques de ceux-ci. Dans l'ordre suivant, chaque métal est positif avec les suivants, et négatif avec les précédents.

Antimoine, fer, zinc, or, cuivre, laiton, plomb , étain , argent, platine, mercure, bismuth.

582. PILES THERMO- ÉLECTRIQUES. Si, à un cylindre de cuivre, nous soudons un cylindre de bismuth, et que nous prenions plusieurs systèmes semblables soudés bout à bout (f. 587) , nous obtiendrons une pile thermo-électrique. Pour la mettre eu jeu , il suffira de maintenir froide une soudure sur deux, en plongeant la tige descendante qui y est adaptée , dans de l'eau froide , et de chauffer l'autre.

On a construit une pile thermo-électrique, en soudant les uns aux autres des fils de fer et de cuivre, disposés les uns à côté des autres en forme de faisceau en fer à cheval (f. 388) , de manière que les soudures paires se trouvent à une extrémité , et les soudures impaires à l'autre. Celle pile se charge en plongeant ses extrémités dans deux vases contenant, l'un, de l'eau froide; l'autre, un liquide chaud.

583. THERMO-RHÉOniÈTRE. M. Melloni a composé une pile thermo-électrique, formée de 50 petits barreaux de bismuth et d'antimoine , placés les uns à côté des autres , entourés d'une substance isolante , et soudés alternativement. Le faisceau long de 2Qitini présente donc encore les soudures paires d'un côté et les impaires de l'autre. Il est entouré d'une enveloppe (f. 389). Ses extrémités sont noircies , et il porte deux fils conducteurs qui sont mis en communication avec un rhéomètre dont le fil conducteur bien enveloppé de soie a une épaisseur de 0™",76 et fait 150 circonvolutions autour du châssis qui a 6"'" de hauteur et 60""" de longueur.